KR20120124919A - 유리 손상이 없는 구리 / 몰리브데늄막 또는 몰리브데늄 / 구리 / 몰리브데늄 3중 막의 식각 조성물 - Google Patents

유리 손상이 없는 구리 / 몰리브데늄막 또는 몰리브데늄 / 구리 / 몰리브데늄 3중 막의 식각 조성물 Download PDF

Info

Publication number
KR20120124919A
KR20120124919A KR1020110042860A KR20110042860A KR20120124919A KR 20120124919 A KR20120124919 A KR 20120124919A KR 1020110042860 A KR1020110042860 A KR 1020110042860A KR 20110042860 A KR20110042860 A KR 20110042860A KR 20120124919 A KR20120124919 A KR 20120124919A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
molybdenum
copper
etching
liquid crystal
thin film
Prior art date
Application number
KR1020110042860A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101339316B1 (ko
Inventor
이창호
송용성
이태형
Original Assignee
솔브레인 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 솔브레인 주식회사 filed Critical 솔브레인 주식회사
Priority to KR1020110042860A priority Critical patent/KR101339316B1/ko
Publication of KR20120124919A publication Critical patent/KR20120124919A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101339316B1 publication Critical patent/KR101339316B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K13/00—Etching, surface-brightening or pickling compositions
    • C09K13/04—Etching, surface-brightening or pickling compositions containing an inorganic acid
    • C09K13/08—Etching, surface-brightening or pickling compositions containing an inorganic acid containing a fluorine compound
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K13/00—Etching, surface-brightening or pickling compositions
    • C09K13/04—Etching, surface-brightening or pickling compositions containing an inorganic acid
    • C09K13/06—Etching, surface-brightening or pickling compositions containing an inorganic acid with organic material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F1/00—Etching metallic material by chemical means
    • C23F1/10—Etching compositions
    • C23F1/14—Aqueous compositions
    • C23F1/16—Acidic compositions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F1/00—Etching metallic material by chemical means
    • C23F1/10—Etching compositions
    • C23F1/14—Aqueous compositions
    • C23F1/16—Acidic compositions
    • C23F1/18—Acidic compositions for etching copper or alloys thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F1/00—Etching metallic material by chemical means
    • C23F1/10—Etching compositions
    • C23F1/14—Aqueous compositions
    • C23F1/16—Acidic compositions
    • C23F1/26—Acidic compositions for etching refractory metals

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • ing And Chemical Polishing (AREA)
  • Weting (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)

Abstract

액정표시장치의 TFT(Thin Film Transitor)를 구성하는 게이트(Gate), 소스(Source) 및 드레인(Drain) 전극용 금속배선재에 포토레지스트(Photoresist)를 도포 노광한 후 식각하여 원하는 패턴(Pattern)을 얻을 수 있게 하는 박막 트랜지스터 액정표시장치용 식각 조성물이 개시되어 있다. 이러한 식각 조성물은 조성물의 총 중량을 기준으로 하여, 과산화수소 5 ~ 20중량%, 식각제 0.1 ~ 5중량%, 킬레이트제 0.1 ~ 5 중량%, 암모늄 화합물 0.1 ~ 5 중량%, 아졸계 화합물 0.01 ~ 2 중량% 및 총 중량이 100중량%가 되도록 물을 포함한다. 이러한 식각 조성물의 pH는 1.0 ~ 3.5 로 조절된다. 본 발명에 의하면, 구리 / 몰리브데늄 막 혹은 몰리브데늄 / 구리 / 몰리브데늄 3중막의 일괄식각이 가능할 뿐만 아니라 불화물에 의한 유리기판의 식각으로 야기될 수 있는 불량 발생 가능성을 없애면서 잔사가 발생하지 않고, 공정에 적합한 식각 속도, 적당한 식각량 및 적절한 테이퍼 경사각(Taper Angle)을 갖는다.

Description

유리 손상이 없는 구리 / 몰리브데늄막 또는 몰리브데늄 / 구리 / 몰리브데늄 3중 막의 식각 조성물 {Etching solution for two layer of copper/molybdenum or three layer of molybdenum/copper/molybdenum without damage of glass substrate}
본 발명은 액정표시장치의 TFT(Thin Film Transitor)를 구성하는 게이트(Gate), 소스(Source) 및 드레인(Drain) 전극용 금속배선재에 포토레지스트(Photoresist)를 도포 노광한 후 식각하여 원하는 패턴(Pattern)을 얻을 수 있도록 하는 박막 트랜지스터 액정표시장치용 식각 조성물에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 구리 / 몰리브데늄 2중막 또는 몰리브데늄 / 구리 / 몰리브데늄 3중막을 한꺼번에 식각하기 위한 박막 트랜지스터 액정표시장치용 식각 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 액정표시장치는 박막 트랜지스터 기판과 컬러필터 기판, 그리고 두 기판 사이에 주입되어 있는 액정층으로 이루어진 액정패널을 포함한다. 박막 트랜지스터 기판에는 액정층에 신호를 전달하기 위해 배선이 형성되어 있다. 박막 트랜지스터 기판의 배선은 게이트 배선과 데이터 배선을 포함한다. 여기서, 게이트배선은 게이트 신호가 인가되는 게이트라인과 박막 트랜지스터의 게이트전극을 포함하며, 데이터배선은 게이트배선과 절연되어 데이터신호를 인가하는 데이터라인과 박막 트랜지스터의 데이터전극을 구성하는 드레인전극과 소스전극을 포함한다. 이러한 배선은 금속 단일층 또는 합금 단일층으로 이루어질 수도 있으나, 각 금속 또는 합금의 단점을 보완하고 원하는 물성을 얻기 위하여 다중층으로 형성하는 경우가 많다.
한편, 반도체 장치에서 기판 위에 금속 배선을 형성하는 과정은 통상적으로 스퍼터링 등에 의한 금속막 형성공정, 포토레지스트 도포, 노광 및 현상에 의한 선택적인 영역에서의 포토레지스트 형성공정, 및 식각공정에 의한 단계로 구성되고, 개별적인 단위 공정 전후의 세정 공정 등을 포함한다. 이러한 식각공정은 포토레지스트를 마스크로 하여 선택적인 영역에 금속막을 남기는 공정을 의미하며, 통상적으로 플라즈마 등을 이용한 건식식각 또는 식각 용액을 이용하는 습식식각이 사용된다.
이 때 사용되는 금속막의 저항은 박막 트랜지스터 액정표시장치의 전기적 신호 지연을 유발하는 인자로 고해상도 실현 및 패널크기 향상에 직접적인 영향을 주게 된다. 최근에는 박막 트랜지스터 액정표시장치의 전기적 신호 지연을 감소시키기 위해 낮은 저항값을 지니며 환경적으로도 큰 문제가 없는 금속배선재로 구리(Cu)가 각광받고 있다.
하지만 구리는 유리막 및 실리콘막과의 접착력(adhesion)이 좋지 않은 단점을 가지고 있어 단일 구리막으로 사용되기 어렵다. 단일 구리막의 단점을 보완하여 구리를 주요 배선 금속막으로 하고 유리막 및 실리콘막과의 접착력(adhesion)이 우수한 구리합금, 티타늄, 몰리브데늄 또는 몰리브데늄합금을 완충 금속막으로 사용하는 다중막이 사용되고 있으며, 그 중에서 특히 각광받은 물질로 구리 티타늄 막이 사용되었다. 이 구리 티타늄 이중막에 대해서는 종래에 알려진 식각용액이 존재하고 새롭게 많은 식각용액이 발표되고 있으나, 티타늄 막의 특수한 화학적 성질로 인하여 플루오르 이온이 존재하지 않으면 식각이 되지 않는 단점을 가지고 있다. 식각용액 중에 플루오르 이온이 포함되어 있으면, 유리 기판 및 각종 실리콘 층 (반도체 층과 실리콘 질화막으로 이루어진 패시베이션 층)도 함께 식각되어 공정상에서 불량이 날 수 있는 요소가 많이 존재한다.
이에 따라 티타늄보다 상대적으로 식각이 쉬운 몰리브데늄 막에 대한 연구가 확산되고 있다. 구리 / 몰리브데늄막 또는 몰리브데늄 / 구리 / 몰리브데늄 3중 막을 사용하면 상부 포토레지스트(PR) 및 하부 유리(glass)에 대한 접착력(adhesion)이 우수해지고 또한, 구리 티타늄막보다 플루오르 이온을 적게 사용할 수 있어서 유리 손상(glass damage)이 적다는 장점을 가지고 있다.
한국공개특허 제 10-1999-017836호에서는 구리 / 몰리브데늄막의 식각용액으로 인산, 질산, 초산이 혼합된 식각용액을 개시하고 있다. 한국공개특허 제10-2000-0032999호에서는 구리 막에 대한 식각 용액으로 염화철(Ⅲ) 육수화물과 불산이 혼합된 식각용액을 개시하고 있다. 하지만 이들 식각 용액을 이용하여 구리 / 몰리브데늄막을 식각할 경우 식각 속도가 너무 빨라 공정 마진에 문제가 발생하며, 테이퍼 프로파일 (taper profile) 중 테이퍼 경사각 (taper angle) 이 90 ˚ 또는 이보다 큰 값을 가지게 되어 후속 공정이 어려워 지게 되며, 패턴의 직선성 또한 좋지 못하다. 또한, 구리 / 몰리브데늄막을 식각하기 위해서 한국공개특허 제10-2006-0099089호와 같이 주로 과수계 식각액이 쓰이고 있는데 일반적으로 과수계 식각액은 불화물을 함유하기 때문에 유리기판의 식각을 야기하여 판넬 제조 공정 중 불량 발생시 유리기판의 재사용을 제한하는 문제점을 지니고 있다. 이외에, 한국공개특허 제10-2010-0064361호에서도 과산화수소, 아미노산, pH 안정화제, 산성 pH 조절제와 함께 불소-함유 산을 포함하고 있다.
본 발명은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 구리 / 몰리브데늄(Cu/Mo) 막 혹은 몰리브데늄 / 구리 / 몰리브데늄 3중막(Mo/Cu/Mo)의 일괄식각이 가능할 뿐만 아니라 불화물에 의한 유리 기판의 식각으로 야기될 수 있는 불량 발생 가능성을 없애면서 잔사가 발생하지 않고, 공정에 적합한 식각 속도, 적당한 식각량 및 적절한 테이퍼 경사각(Taper Angle)을 가지는 식각 조성물을 제공하는 데에 있다.
상기 및 그 밖의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 과산화수소, 식각제, 킬레이트제, 암모늄 화합물, 아졸계 화합물 및 총 중량이 100 중량%가 되게 하는 물을 포함하는 박막 트랜지스터 액정표시장치용 식각 조성물을 제공한다.
보다 구체적으로, 본 발명에 의한 식각 조성물은 5 내지 20 중량%의 과산화수소, 0.1 내지 5 중량%의 식각제, 0.1 내지 5 중량%의 킬레이트제, 0.1내지 5 중량%의 암모늄 화합물, 0.01내지 2중량%의 아졸계 화합물 및 전체 조성물 총 중량이 100중량 %가 되게 하는 물, 바람직하게는 탈이온수를 혼합하였을 경우 구리 / 몰리브데늄막 및 몰리브데늄 / 구리 / 몰리브데늄 3중막의 식각 시 유리 손상도 없고, 적절한 식각속도, 식각량 및 테이퍼 경사각을 제공할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 과산화수소는 구리를 산화시켜 Cu2+를 형성하는 역할을 하며, 전체 조성물에서 과산화수소의 함량이 20 중량% 이상이 되면 금속배선의 과도한 산화로 인하여 식각 프로파일의 불량을 야기할 뿐만 아니라 과산화수소 base의 가장 큰 단점인 전이금속 함량이 일정 수준에 올라갈 경우 안정성 문제를 야기 시킬 수 있다. 반대로, 5중량% 이하의 경우에는 구리 / 몰리브데늄의 산화력이 떨어져서 식각이 되지 않거나 식각되는데 오랜 시간이 걸려서 공정 마진이 없을 수 있다. 따라서 과산화수소의 적정 함량으로는 5 내지 20 중량%가 바람직하다.
본 발명에서 사용되는 식각제로는 무기염 및 무기산을 사용한다. 무기염은 황산수소칼륨, 질산나트륨, 황산암모늄, 황산나트륨 및 황산수소나트륨으로 이루어진 군으로부터 하나 이상 선택될 수 있다. 무기산은 황산 (H2SO4), 인산 (H3PO4), 질산 (HNO3) 등을 사용할 수 있다. 무기염과 무기산은 과산화수소에 의해 생성된 산화구리를 질산구리(Cu(NO3)2) 및 황산구리(CuSO4)로 치환시키며, 이때 생성된 화합물은 수용성으로 식각 조성물에 용해될 수 있다. 상기 식각제는 전체 조성물의 총 중량에 대해서 0.1 내지 5 중량%의 양으로 사용되는 것이 바람직하다. 식각제가 0.1 중량% 이하의 양으로 사용될 경우에는 식각 능력이 발휘되지 않고 5중량% 이상의 양으로 사용될 경우에는 식각이 너무 빨리 이루어져 조절하기가 어렵다. 상기 식각제는 단일 성분으로 사용하여도 식각되는 데는 큰 문제가 없으나, 프로파일 및 테이퍼 경사각의 미세조절을 위하여 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 킬레이트제는 아미노기 및 카르복실기를 함유한 유기 킬레이트제인 것을 특징으로 한다. 상기 유기 킬레이트제는 EDTA (ethylenediaminetetraacetic acid), 이미노디아세트산(iminodiacetic acid), 니트릴로트리아세트산(nitrilotriacetic acid) 및 디에틸렌트리니트릴로펜타아세트산(Diethylene Trinitrilo Pentaacetic Acid: DTPA)으로 구성된 군으로부터 선택된다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상의 혼합물 형태로 사용될 수 있다. 킬레이트제는 식각하고자 하는 금속배선의 식각 처리매수 증가 시 식각용액 중에 구리 또는 금속의 이온이 증가하여 식각 능력이 저하되는 현상을 방지한다. 또한, 과산화수소를 함께 사용하는 본 발명에 있어 식각 용액을 보관할 경우 과산화수소가 자체 분해하여 식각 능력이 떨어지는 것을 방지할 수 있다. 상기 킬레이트제는 전체 조성물의 총 중량에 대하여 0.1 ~ 5중량%의 양으로 포함되는 것이 바람직하다. 사용되는 킬레이트의 양이 5중량%를 초과하게 되면 더 이상 영향력을 미치지 못하는 임계점이 이르게 되고, 또한 용해도가 좋지 않아 석출될 문제점을 가질 수 있으며, 0.1 중량% 미만의 양으로 함유되면 처리 매수 진행 시 식각능력이 저하되는 현상을 방지하지 못한다.
본 발명에서 사용되는 암모늄 화합물은 암모늄기를 포함한 유기암모늄, 무기암모늄인 것을 특징으로 한다. 암모늄 화합물은 물에 해리되어 이온상으로 변성된 포토레지스트에 침투하여 포토레지스트 내에 건식 식각 공정 중 침투한 도판트(dopant) 이온을 뜯어내주는 역할을 한다. 또한, 구리를 주요 배선 금속막으로 하고 유리막 및 실리콘막과의 접착력이 우수한 구리 / 몰리브데늄막 또는 몰리브데늄 / 구리 / 몰리브데늄 3중 막을 사용하는 경우 일반적으로 불화물을 함유하고 있지 않으면 식각 후 표면에 잔사가 발생되는 문제점을 야기한다. 상기 암모늄 화합물은 식각액의 pH를 조절하여 하부 몰리브데늄의 식각을 도와 불화물을 사용하지 않아도 잔사 없이 식각하는 역할을 한다. 이때 잔사를 제거하는데 가장 중요한 것은 pH로서, 잔사 없이 식각 가능한 pH는 1.0 ~ 3.5 정도이다. 상기 암모늄 화합물은 0.1 중량% 미만이면 금속막의 잔사를 완벽히 해결하지 못하게 되서 금속막의 배선 형성이 균일하게 이루어지지 않게 된다. 하지만, 5 중량 % 이상의 경우에는 pH 상승으로 인하여 구리 / 몰리브데늄막에서는 하부 몰리브데늄의 언더컷(undercut)이 유발되고, 몰리브데늄 / 구리 / 몰레브덴 3중 막에서는 상부 및 하부 모두에서 언더컷(undercut)이 유발 될 수 있고, 급격한 pH 상승으로 인하여 처리 매수 진행 시 안정성 문제를 야기할 수 있다.
상기 암모늄 화합물은 암모늄아세테이트, 암모늄나이트레이트, 암모늄시트레이트, 암모늄퍼설페이트, 암모늄클로라이드, 테트라메틸 암모늄 하이드록사이드, 암모니아수 등과 같은 암모늄기를 가지고 있는 수용성 화합물들은 모두 적용이 가능하고, 정밀한 pH 조절을 위하여 2종 이상을 혼용하여 사용할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 식각을 조절하는 물질로는 아졸계 화합물을 사용할 수 있다. 아졸계 화합물은 전체 조성물의 총 중량에 대하여 바람직하게는 0.01 ~ 2중량%의 양으로 첨가되며, 구리 또는 구리합금의 식각속도 및 식각량 조절을 위하여 사용될 수 있다. 이들 아졸계화합물의 예로는 5-아미노테트라졸, 1,2,3-벤조트라졸, 메틸벤조트리아졸, 이미다졸 등이 언급될 수 있다. 이러한 식각제가 0.01중량% 미만의 양으로 함유되는 경우 식각에 의한 손실(CD, Critical Dimension)이 커지게 될 수 있으며, 2중량%를 초과하여 함유될 경우에는 구리 또는 구리합금의 식각속도가 늦어질 수 있을 뿐 아니라 테이퍼 경사각이 불균일해질 수 있다. 본 발명에서 전체 조성물의 잔여량은 물로 혼합될 수 있으며, 식각 조성물을 희석하는 역할을 할 수 있다.
본 발명에 의한 식각 조성물로 식각공정을 수행하였을 때, 식각에 의한 손실이 1.0㎛ 이하이며, 테이퍼 경사각이 30° ~ 60° 이고 하부 몰리브데늄의 잔사가 발생하지 않아 효과적으로 식각할 수 있다.
본 발명에 의한 식각 조성물은 박막 트랜지스터 액정표시장치(TFT-LCD, Thin Film Transistor - Liquid Crystal Display)를 구성하는 게이트(Gate) 전극 및 소스/드레인(Source/Drain)의 주요 배선 재료인 구리 / 몰리브데늄막 및 몰리브데늄 / 구리 / 몰리브데늄 3중막의 패턴닝(patterning)을 위하여 사용될 수 있다.
한편, 본 발명에서 사용되는 용어 "구리 / 몰리브데늄막"은 예를 들어 도 3에 도시된 바와 같이 구리막과 몰리브데늄막이 순차적으로 적층되어 있는 형태의 2중막을 의미하고, "몰리브데늄 / 구리 / 몰리브데늄막"은 예를 들어 도 4에 도시된 바와 같이 몰리브데늄막, 구리막 및 몰리브데늄막이 순차적으로 적층되어 있는 형태의 3중막을 의미하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에 의한 식각 조성물에 의하면, 구리 / 몰리브데늄막 및 몰리브데늄 / 구리 / 몰리브데늄 3중막을 균일하게 식각할 수 있을 뿐만 아니라, 불화물을 함유하지 않아 유리 기판의 식각이 없으며 공정 불량 발생시 유리 기판의 재사용이 가능하여 재료 손실을 최소화하는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 식각 조성물로 식각 후의 구리 / 몰리브데늄막(도 1a), 몰리브덴 / 구리 / 몰리브덴 3중막(도 1b)의 프로파일을 전자현미경으로 관찰한 사진이다.
도 2는 실시예 1에 따른 식각 조성물로 식각공정을 한 후 구리 / 몰리브데늄막(도 2a), 몰리브데늄 / 구리 / 몰리브데늄 3중막(도 2b)의 포토레지스트(PR, Photo resist)의 스트립(Strip) 후 유리막을 전자현미경으로 관찰한 사진이다.
도 3은 구리 / 몰리브데늄 2중막의 하나의 예를 도해하는 도면이다.
도 4는 몰리브데늄 / 구리 / 몰리브데늄 3중막의 하나의 예를 도해하는 도면이다.
이하, 실시예를 들어 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나, 하기의 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명이 하기의 실시예로 한정되는 것은 아니다. 하기 실시예에서 중량%로 표현한 것은 상대적인 양을 보다 명확하게 나타내기 위한 것이며, 본 명세서를 숙지한 당업자라면 하기에 제시한 중량%의 양으로 그 스케일을 적절하게 조절하여 실험을 반복 재현할 수 있을 것이다.
[실시예 1]
과산화수소 15중량%, 식각제로서의 황산수소칼륨 1중량%, 황산 1중량%, 킬레이트제로서의 이미노디아세트산 1중량%, 암모늄 화합물로서의 테트라메틸 암모늄 하이드록사이드 3 중량%, 아졸계 화합물로 사용한 5-아미노테트라졸 0.2중량%, 그리고 100중량%까지 물을 혼합하여 식각 조성물을 제조하였다(표 1 참조).
[실시예 2 내지 4]
상기 식각 조성물의 구성성분과 함량을 하기 표 1에 나타낸 바와 같이 변경하여 사용한 것을 제외하고는 실시예 1의 방법과 동일한 방법으로 식각 조성물을 제조하였다.
[비교예 1 내지 4]
실시예 1의 방법과 동일하게 수행하되, 하기 표 2에 나타난 구성성분과 함량으로 혼합하여 식각 조성물을 제조하였다.
[실시예 5 내지 8]
실시예 1 내지 4에서 사용하지 않은 다른 화합물을 사용하여 동일한 방법으로 식각 조성물을 제조하였다. 이때 사용된 식각 조성물의 구성성분과 함량은 하기 표 3에 나타내었다.
[비교예 5 내지 8]
상기 실시예 5에서와 동일하게 실시하되, 하기 표 4에 나타난 구성성분과 함량으로 혼합하여 제조하였다.
[시험예]
식각공정
상기 제조된 실시예 1 내지 8 및 비교예 1 내지 8의 식각 조성물을 사용하여 30℃의 온도에서 구리 / 몰리브데늄막 및 몰리브데늄 / 구리 / 몰리브데늄 3중막에 식각 공정을 각각 수행하였다. 다음에 상기 발명에 따른 식각용액을 게이트 배선 및 게이트 전극과 데이터 배선 및 소오스/드레인 전극 형성에 사용한 액정표시장치의 제조방법에 대해 설명한다.
기판상에 제 1 몰리브데늄 / 구리 / 몰리브데늄 3중막을 증착한 후 사진식각 공정으로 몰리브데늄 / 구리 / 몰리브데늄 3중막 위에 제 1 감광막 패턴을 형성한다. 다음에 제 1 감광막 패턴을 마스크로 본 발명에 따른 식각용액으로 제 1 몰리브데늄 / 구리 / 몰리브데늄 3중막을 일방향을 갖는 게이트 라인과, 게이트 라인에서 돌출된 게이트 전극을 형성한 후 기판 전면에 게이트 절연막을 증착한다. 이후에 게이트 절연막을 포함한 전면에 반도체층을 증착한 후 소정영역 패터닝하여 액티브층을 형성한다.
다음에 기판 전면에 제 2 구리/몰리브데늄막을 증착한 후, 사진식각 공정으로 제 2 구리/몰리브데늄막 위에 제 2 감광막 패턴을 형성하고 본 발명에 따른 식각용액으로 상기 제 2 구리/몰리브데늄막을 식각해서 상기 게이트라인과 수직 교차하여 화소영역을 정의하는 데이터배선과, 상기 데이터배선의 일측에서 돌출된 소오스 전극과, 상기 소오스 전극에서 일정간격 이격된 드레인 전극을 형성한다.
상기 식각공정은 유리기판의 유리가 노출되는 시점인 식각 종말점 검출(EPD, End Point Detect)로부터 100% 초과된 후 물성평가를 하였다. 이때, 100% 초과된 과잉 식각을 하는 이유는 몰리브데늄의 식각속도(Etch Rate)가 구리막에 비해 상대적으로 느리기 때문에 몰리브데늄의 테일 및 잔사가 충분히 제거될 수 있도록 하기 위해서다
물성평가
실시예 1 내지 8과 비교예 1 내지 8을 하기의 방법으로 식각손실, 경사각을 그 결과를 표 1, 2, 3, 4 에 나타내었다. 식각손실은 0.5㎛ ± 0.2㎛ 이하일 때 "우수", 경사각은 30˚ 이상 70˚ 이하일 때 "우수" 그리고 금속막의 잔사가 발견되지 않는 것을 "우수"하다고 평가하였다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 식각 조성물로 구리 / 몰리브데늄막(도 1a), 몰리브데늄 / 구리 / 몰리브데늄 3중막(도 1b)을 식각한 후 프로파일(Profile)을 전자현미경으로 관찰한 사진이다.
도 2는 실시예 1에 따른 식각 조성물로 구리/몰리브데늄막 (도 2a) 및 몰리브데늄 / 구리 / 몰리브데늄 3중막(도 2b)을 식각한 후 포토레지스트(PR, Photoresist)를 스트립(Strip)하여 전자현미경으로 관찰한 사진이며, 몰리브데늄막의 테일 및 잔사가 보이지 않는다.
[식각손실측정]
상기 식각공정의 방법을 통해 식각된 구리 / 몰리브데늄막 및 몰리브데늄 / 구리 / 몰리브데늄 3중막의 프로파일(Profile)을 전자현미경 (SEM, Hitachi社 S-4700)을 사용하여 관찰하고 포토레지스트 끝단과 구리막의 끝단의 거리를 측정하여 식각 손실측정으로 나타내었다.
[경사각측정]
상기 식각공정의 방법을 통해 식각된 프로파일(profile)을 전자현미경(SEM, Hitachi 사, S-4700)을 사용하여 관찰하고 식각된 측면의 경사각의 값을 측정하여 경사각을 나타내었다.
[ 잔사측정 ]
상기 식각공정의 방법을 통해 식각된 구리 / 몰리브데늄막 및 몰리브데늄 / 구리 / 몰리브데늄 3중막을 PR (포토레지스트) stripper를 사용하여 PR을 제거 한 후 (Profile)을 전자현미경 (SEM, Hitachi社, S-4700)을 사용하여 배선 표면을 관측하여 잔사 측정으로 나타내었다.
Figure pat00001
Figure pat00002
Figure pat00003
Figure pat00004

Claims (10)

  1. 과산화수소, 식각제, 킬레이트제, 암모늄 화합물 및 아졸계 화합물을 포함하는 박막 트랜지스터 액정표시장치용 식각 조성물.
  2. 제 1항에 있어서,
    조성물의 총 중량을 기준으로 하여, 과산화수소 5 ~ 20중량%, 식각제 0.1 ~ 5중량%, 킬레이트제 0.1 ~ 5 중량%, 암모늄 화합물 0.1 ~ 5 중량%, 아졸계 화합물 0.01 ~ 2 중량% 및 총 중량이 100중량%가 되도록 물을 포함하는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 액정표시장치용 식각 조성물.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 식각제는 무기염, 무기산 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 액정표시장치용 식각 조성물.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 무기염은 황산수소칼륨, 질산나트륨, 황산암모늄, 황산나트륨 및 황산수소나트륨으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 액정표시장치용 식각 조성물.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 무기산은 황산 (H2SO4), 인산 (H3PO4) 및 질산 (HNO3)으로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 액정표시장치용 식각 조성물.
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 킬레이트제는 EDTA (ethylenediaminetetraacetic acid), 이미노디아세트산, 니트릴로트리아세트산 및 디에틸렌트리니트릴로펜타아세트산 (Diethylene Trinitrilo Pentaacetic Acid: DTPA)으로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 액정표시장치용 식각 조성물.
  7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 암모늄계 화합물은 암모늄아세테이트, 암모늄나이트레이트, 암모늄시트레이트, 암모늄퍼설페이트, 암모늄클로라이드, 테트라메틸 암모늄 하이드록사이드 및 암모니아수로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 액정표시장치용 식각 조성물.
  8. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 아졸계 화합물은 5-아미노테트라졸, 1,2,3-벤조트라졸, 메틸벤조트리아졸 및 이미다졸린 아졸계 화합물로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 액정표시장치용 식각 조성물.
  9. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 조성물은 구리 / 몰리브데늄 또는 몰리브데늄 / 구리 / 몰리브데늄의 3중 막에 적용하는 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 액정표시장치용 식각 조성물.
  10. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 조성물을 사용하여 제조한 박막 트랜지스터 액정표시장치용 식각 조성물의 pH 범위는 1.0 ~ 3.5 인 것을 특징으로 하는 박막 트랜지스터 액정표시장치용 식각 조성물.
KR1020110042860A 2011-05-06 2011-05-06 유리 손상이 없는 구리 / 몰리브데늄막 또는 몰리브데늄 / 구리 / 몰리브데늄 3중 막의 식각 조성물 KR101339316B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110042860A KR101339316B1 (ko) 2011-05-06 2011-05-06 유리 손상이 없는 구리 / 몰리브데늄막 또는 몰리브데늄 / 구리 / 몰리브데늄 3중 막의 식각 조성물

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110042860A KR101339316B1 (ko) 2011-05-06 2011-05-06 유리 손상이 없는 구리 / 몰리브데늄막 또는 몰리브데늄 / 구리 / 몰리브데늄 3중 막의 식각 조성물

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120124919A true KR20120124919A (ko) 2012-11-14
KR101339316B1 KR101339316B1 (ko) 2013-12-09

Family

ID=47510176

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110042860A KR101339316B1 (ko) 2011-05-06 2011-05-06 유리 손상이 없는 구리 / 몰리브데늄막 또는 몰리브데늄 / 구리 / 몰리브데늄 3중 막의 식각 조성물

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101339316B1 (ko)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150060355A (ko) * 2013-11-26 2015-06-03 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
KR20160002312A (ko) * 2014-06-30 2016-01-07 솔브레인 주식회사 식각 조성물, 식각 방법 및 전자 소자
US9771550B2 (en) 2013-12-11 2017-09-26 Fujifilm Electronic Materials U.S.A., Inc. Cleaning formulation for removing residues on surfaces
KR20180120350A (ko) * 2017-04-27 2018-11-06 솔브레인 주식회사 식각액 조성물 및 이를 이용한 식각 방법
KR20190106475A (ko) 2018-03-09 2019-09-18 동우 화인켐 주식회사 구리계 금속막용 식각액 조성물, 이를 이용한 디스플레이용 어레이 기판의 제조방법, 및 디스플레이용 어레이 기판
KR20220108017A (ko) * 2016-04-21 2022-08-02 간또 가가꾸 가부시끼가이샤 단층 필름 또는 적층 필름의 에칭 조성물 및 이를 이용한 에칭방법

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180060489A (ko) 2016-11-29 2018-06-07 삼성전자주식회사 식각용 조성물 및 이를 이용한 반도체 장치 제조 방법

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101495683B1 (ko) * 2008-09-26 2015-02-26 솔브레인 주식회사 액정표시장치의 구리 및 구리/몰리브데늄 또는 구리/몰리브데늄합금 전극용 식각조성물
KR101495619B1 (ko) * 2008-10-10 2015-02-26 솔브레인 주식회사 고선택비를 갖는 구리(구리합금) 식각액 및 이를 이용한 액정표시장치의 제조방법
KR101475954B1 (ko) * 2008-11-04 2014-12-24 동우 화인켐 주식회사 액정표시장치용 어레이 기판의 제조 방법

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150060355A (ko) * 2013-11-26 2015-06-03 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
US9164339B2 (en) 2013-11-26 2015-10-20 Samsung Display Co., Ltd. Display apparatus
US9771550B2 (en) 2013-12-11 2017-09-26 Fujifilm Electronic Materials U.S.A., Inc. Cleaning formulation for removing residues on surfaces
KR20160002312A (ko) * 2014-06-30 2016-01-07 솔브레인 주식회사 식각 조성물, 식각 방법 및 전자 소자
KR20220108017A (ko) * 2016-04-21 2022-08-02 간또 가가꾸 가부시끼가이샤 단층 필름 또는 적층 필름의 에칭 조성물 및 이를 이용한 에칭방법
KR20180120350A (ko) * 2017-04-27 2018-11-06 솔브레인 주식회사 식각액 조성물 및 이를 이용한 식각 방법
KR20190106475A (ko) 2018-03-09 2019-09-18 동우 화인켐 주식회사 구리계 금속막용 식각액 조성물, 이를 이용한 디스플레이용 어레이 기판의 제조방법, 및 디스플레이용 어레이 기판

Also Published As

Publication number Publication date
KR101339316B1 (ko) 2013-12-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101339316B1 (ko) 유리 손상이 없는 구리 / 몰리브데늄막 또는 몰리브데늄 / 구리 / 몰리브데늄 3중 막의 식각 조성물
TWI480360B (zh) 蝕刻劑組成物及方法
TWI503451B (zh) 用以蝕刻金屬層之組成物
TWI615508B (zh) 用於銅基金屬膜的蝕刻劑組合物、液晶顯示器用陣列基板的製造方法及液晶顯示器用陣列基板
KR101157207B1 (ko) 박막 트랜지스터 액정표시장치용 식각조성물
JP5713485B2 (ja) 金属配線用エッチング液組成物
KR101897273B1 (ko) 식각액 조성물 및 방법
JP2010080934A (ja) 液晶表示装置の銅及び銅／モリブデンまたは銅／モリブデン合金電極用の食刻組成物
CN102983101A (zh) 液晶显示装置用阵列基板的制造方法
KR20110129880A (ko) 금속 적층막용 에칭액 조성물
TWI674336B (zh) 用於蝕刻銅基金屬層之蝕刻劑組合物以及用其製造液晶顯示器陣列基板之方法
KR101594465B1 (ko) 박막 트랜지스터 액정표시장치용 식각조성물
KR20110085254A (ko) 금속 배선용 식각액조성물 및 상기 식각액을 사용한 박막트랜지스터 표시판의 제조 방법
KR20120140481A (ko) 금속 배선 식각액 및 이를 이용한 액정 표시 장치의 제조 방법
KR101173901B1 (ko) 박막 트랜지스터 액정표시장치용 식각조성물
KR102400343B1 (ko) 금속막 식각액 조성물 및 이를 사용한 표시장치용 어레이 기판의 제조방법
JPWO2008111389A1 (ja) エッチング液及びエッチング方法
KR101146099B1 (ko) 박막 트랜지스터 액정표시장치용 식각조성물
KR101728542B1 (ko) 몰리브덴용 식각액 조성물
KR101170382B1 (ko) 박막 트랜지스터 액정표시장치용 식각조성물
KR20160099525A (ko) 구리와 티타늄을 포함하는 금속막용 식각액 조성물
JP2017212358A (ja) エッチング液及びエッチング方法
KR20110120421A (ko) 구리와 티타늄을 포함하는 금속막용 식각액 조성물
KR101236133B1 (ko) 금속 식각액 조성물
KR101461180B1 (ko) 비과산화수소형 구리 에칭제

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160907

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170907

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190918

Year of fee payment: 7